《二程材料蜀热加工基础》 第九章造监产 机械工程系 金工散研室 工程材料与热加工基础—程晓宇
工程材料与热加工基础——程晓宇 《工程材料与热加工基础》 第九章 铸造生产 ⚫ 机械工程系 ⚫ 金工教研室
第九章铸造 引言 第一节合金的铸造性能 第二节常用铸造合金 第三节砂型铸造 第四节特种铸造 第五节零件结构的铸造工艺性 工程材料与热加工基础—程晓宇
工程材料与热加工基础——程晓宇 引言 第一节 合金的铸造性能 第二节 常用铸造合金 第三节 砂型铸造 第四节 特种铸造 第五节 零件结构的铸造工艺性 第九章 铸 造
引言 何为铸造?熔炼金属,制造铸型,并将熔融金属浇入铸型,凝 固后获得一定形状和性能铸件的成形方法,称为铸造。 熔炼好的金属 图9-1砂型铸造 工程材料与热加工基础—程晓宇
工程材料与热加工基础——程晓宇 引言 1、何为铸造？熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属浇入铸型，凝 固后获得一定形状和性能铸件的成形方法，称为铸造。 图9-1 砂型铸造
2、铸造优缺点 优点: )可以生产出形状复杂,特别是具有复杂内腔的零件毛坯,如各 种箱体、床身、机架等 2)铸造生产的适应性广,工艺灵活性大。工业上常用的金属材料 均可用来进行铸造,铸件的重量可由几克到几百吨,壁厚可由 0.5mm到1m左右 3)铸造用原材料大都来源广泛,价格低廉,并可直接利用废机件, 故铸件成本较低 缺点: )铸造组织疏松、晶粒粗大,内部易产生缩孔、缩松、气孔等缺 陷,因此,铸件的力学性能,特别是冲击韧度低于同种材料的锻件。 2)铸件质量不够稳定。 工程材料与热加工基础—程晓宇
工程材料与热加工基础——程晓宇 2、铸造优缺点 优点： 1）可以生产出形状复杂，特别是具有复杂内腔的零件毛坯，如各 种箱体、床身、机架等。 2）铸造生产的适应性广，工艺灵活性大。工业上常用的金属材料 均可用来进行铸造，铸件的重量可由几克到几百吨，壁厚可由 0.5mm到1m左右。 3）铸造用原材料大都来源广泛，价格低廉，并可直接利用废机件， 故铸件成本较低。 缺点： 1）铸造组织疏松、晶粒粗大，内部易产生缩孔、缩松、气孔等缺 陷，因此，铸件的力学性能，特别是冲击韧度低于同种材料的锻件。 2）铸件质量不够稳定
图9-2铸造产品 工程材料与热加工基础—程晓宇
工程材料与热加工基础——程晓宇 图9-2 铸造产品
第一节合金的铸造性能 、流动性和充型能力 二合金的凝固与收缩 铸造合金的偏析和吸气性 工程材料与热加工基础—程晓宇
工程材料与热加工基础——程晓宇 一、流动性和充型能力 二 合金的凝固与收缩 三、铸造合金的偏析和吸气性 第一节 合金的铸造性能
一、流动性和充型能力 (一)合金的流动性 1.流动性流动性是指熔融金属的流动能力。 合金流动性的好坏,通常以“螺旋形流动性试样”的长度来衡量, 将金属液体浇入螺旋形试样铸型中,在相同的浇注条件下,合金的 流动性愈好,所浇出的试样愈长。 2.流动性的影响因素 1)合金的种类不同种类的合金,具有不同的螺旋线长度,即具有 不同的流动性。其中灰铸铁的流动性最好,硅黄铜、铝硅合金次之, 而铸钢的流动性最差。 工程材料与热加工基础—程晓宇
工程材料与热加工基础——程晓宇 （一）合金的流动性 1. 流动性 流动性是指熔融金属的流动能力。 合金流动性的好坏，通常以“螺旋形流动性试样”的长度来衡量， 将金属液体浇入螺旋形试样铸型中，在相同的浇注条件下，合金的 流动性愈好，所浇出的试样愈长。 2. 流动性的影响因素 1）合金的种类 不同种类的合金，具有不同的螺旋线长度，即具有 不同的流动性。其中灰铸铁的流动性最好，硅黄铜、铝硅合金次之， 而铸钢的流动性最差。 一、流动性和充型能力
2)化学成分和结晶特征纯金属和共晶成分的合金,凝固是由铸件壁 表面向中心逐渐推进,凝固后的表面比较光滑,对未凝固液体的流 动阻力较小,所以流动性好,见图93a。在一定凝固温度范围内结 晶的亚共晶合金,凝固时铸件内存在一个较宽的既有液体又有树枝 状晶体的两相区。凝固温度范围越宽,则枝状晶越发达,对金属流 动的阻力越大,金属的流动性就越差,见图9-3b 合金液 凝固层 凝固层 构枝晶 a)纯金属 b)结晶温度范围的合金 图9-3不同结晶特征的合金的流动性 工程材料与热加工基础—程晓宇
工程材料与热加工基础——程晓宇 2）化学成分和结晶特征纯金属和共晶成分的合金，凝固是由铸件壁 表面向中心逐渐推进，凝固后的表面比较光滑，对未凝固液体的流 动阻力较小，所以流动性好，见图9-3a。在一定凝固温度范围内结 晶的亚共晶合金，凝固时铸件内存在一个较宽的既有液体又有树枝 状晶体的两相区。凝固温度范围越宽，则枝状晶越发达，对金属流 动的阻力越大，金属的流动性就越差，见图9-3b。 图9-3 不同结晶特征的合金的流动性
铁碳合金的流动性与相图的关系见图9-4。图中表明,纯铁和共晶 铸铁的流动性最好,亚共晶铸铁和碳素钢随凝固温度范围的增加, 其流动性变差。 流注度 60 △=120℃ 40 20 稀( 图9-4铁碳合金的流动性与相图的关系 工程材料与热加工基础—程晓宇
工程材料与热加工基础——程晓宇 铁碳合金的流动性与相图的关系见图9-4。图中表明，纯铁和共晶 铸铁的流动性最好，亚共晶铸铁和碳素钢随凝固温度范围的增加， 其流动性变差。 图9-4 铁碳合金的流动性与相图的关系
(二)合金的充型能力 1.充型能力 考虑铸型及工艺因素影响的熔融金属流动性叫合金的充型能力。合 金的流动性是金属本身的属性,不随外界条件的改变而变化,而合 金的充型能力不仅和金属的流动性相关,而且也受外界因素的影响。 2.充型能力的影响因素 1)铸型填充条件 a)铸型的蓄热能力即铸型从金属液中吸收和储存热量的能力。铸型 的热导率和质量热容越大,对液态合金的激冷作用越强,合金的充 型能力就越差。 b)铸型温度提髙铸型温度,可以降低铸型和金属液之间的温差, 进而减缓了冷却速度,可提高合金液的充型能力。 c)铸型中的气体铸型中气体越多,合金的充型能力就越差。 工程材料与热加工基础—程晓宇
工程材料与热加工基础——程晓宇 （二）合金的充型能力 1. 充型能力 考虑铸型及工艺因素影响的熔融金属流动性叫合金的充型能力。合 金的流动性是金属本身的属性，不随外界条件的改变而变化，而合 金的充型能力不仅和金属的流动性相关，而且也受外界因素的影响。 2. 充型能力的影响因素 1）铸型填充条件 a）铸型的蓄热能力即铸型从金属液中吸收和储存热量的能力。铸型 的热导率和质量热容越大，对液态合金的激冷作用越强，合金的充 型能力就越差。 b）铸型温度 提高铸型温度，可以降低铸型和金属液之间的温差， 进而减缓了冷却速度，可提高合金液的充型能力。 c）铸型中的气体铸型中气体越多，合金的充型能力就越差